bài báo cáo xác định áp suất thẩm thấu bằng phương pháp bagierast

Trong thực tế có một màn bán thấm lý tưởng để quan sát và xác định áp suất thẩm thấu một cách trực tiếp là rất khó, vì vậy người ta thường đo áp suất thẩm thấu bằng phương pháp gián tiếp

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

Trang 2

NỘI DUNG BÁO CÁO :

Thẩm thấu là một quá trình thụ động và xảy ra mà không tiêu tốn năng lượng Nó liên quan đến sự di chuyển của các phân tử từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn cho đến khi nồng độ trở nên bằng nhau ở hai bên màng Đối với hệ thống sống sự khuếch tán và thẩm thấu có một vai trò quan trọng trong quá trình ttrao đổi chất Ở thực vật, những quá trình vận chuyển các chất dinh dưỡng từ đất vào rễ, rồi lên thân đến lá, sự vận chuyển các chất nhựa dọc theo thân cây đều gắn liền với giá trị của áp suất thẩm thấu Ở động vật, sự có mặt của áp suất thẩm thấu keo đóng một vai trò quan trọng trong việc điều hòa nước trong máu Ở các loài tiêm mao nước ngọt, cơ quan điều hòa áp suất thẩm thấu là những không bào có khả năng co bópvà tiết ra các dung dịch nhược trương thể duy trì áp suất thẩm thấu Và áp suất thẩm thấu đóng vai trò quan trọng trong việc bài tiết các chất cặn bã, còn gây nên lực hóa thẩm thúc đẩy quá trình sinh tổng hợp ATP.

Bản chất của áp suất thẩm thấu là do nồng độ phân tử của các chất hòa tan gây nên Vậy giá trị của áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào giá trị nồng độ và nhiệt độ tuyệt đối của môi trường Van’t Hoff đã đưa ra công thức xác định áp suất thẩm thấu (P) như sau :

P = αCRT

α: hệ số phân ly - C: nồng độ chất tan (mol) - T: nhiệt độ tuyệt đối (°K) - R: hằng số khí (8.31.10^3 jun/kmol.độ)

Đối với các dung dịch keo có nồng độ loãng thì định luật Van’t Hoff không còn chính xác nữa, bởi vì các hạt keo có khả năng keo tụ làm cho số lượng hạt trong hệ giảm đi Thực nghiệm cho thấy rằng áp suất thẩm thấu tỷ lệ với lũy thừa bậc ba bán kính của hạt Vì thế cho nên khi kích thước của hạt thay đổi không đáng kể cũng

Trang 3

sẽ dẫn đến thay đổi giá trị của áp suất thẩm thấu rất lớn Trong trường hợp khi dung dịch có nồng độ tương đối đậm đặc thì phương trình Van’t Hoff có dạng như sau :

P = CRT(1/M + BC)

M: trọng lượng phân tử chất tan – B: hằng số đặc trưng cho sự tương tác giữa các hạt

Điều kiện để quan sát được hiện tượng thẩm thấu là phải có sự chênh lệch về nồng độ các chất hòa tan giữa hai pha được ngăn cách nhau bởi một màn bán thấm (Màn bán thấm là màng chỉ cho phân tử dung môi mà không cho phân tử chất hòa tan đi qua) Trong thực tế có một màn bán thấm lý tưởng để quan sát và xác định áp suất thẩm thấu một cách trực tiếp là rất khó, vì vậy người ta thường đo áp suất thẩm thấu bằng phương pháp gián tiếp, dựa trên nguyên tắc về sự phụ thuộc của áp suất hơi trên bề mặt vào nồng độ dung dịch Dung dịch có nồng độ cao thì áp suất hơi trên bề mặt nhỏ, ngược lại dung dịch có nồng độ thấp thì áp suất hơi trên bề mặt lớn Dựa vào hiện tượng này Bagierast đã xây dựng nên phương pháp xác định áp suất thẩm thấu dựa vào quan sát sự chuyển động của bọt khí giữa hai dung dịch có nồng độ khác nhau trong mao quản Phương pháp này có thể tiến hành ở nhiệt độ phòng, lượng chất cần thiết để nghiên cứu ít, nên phù hợp với các đối tượng sinh vật.

II: THỰC HÀNH

1: Dụng cụ, hóa chất, vật liệu

Trang 4

- kính hiển vi có thước đo vật - 50ml dung dịch nghiên cứu - 50ml huyết thanh nguyên chất

2 Các bước tiến hành

2.1 Xác định áp suất thẩm thấu của địch nghiên cứu

Bước 1 Chuẩn bị dung dịch kiểm tra

Dùng nước cất và dung dịch NaCl 1% để pha các dung dịch có nồng độ 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8% vào các ống nghiệm khác nhau Các dung dịch đó được gọi là dung dịch kiểm tra.

Bước 2 Chuẩn bị tiêu bản để soi kính hiển vi

Rót khoảng 3 ml dung dịch nghiên cứu ra một đĩa đồng hồ, dùng một đĩa khác để rót một trong các dung dịch kiểm tra với thể tích như trên.

Lấy một mao quản, cẩm nghiêng và nhúng một đầu vào đĩa đựng dung dịch kiểm tra, do có hiện tượng mao dẫn dung dịch sẽ từ từ dâng lên trong mao quản Khi chất lỏng dâng lên đến giữa mao quản thì nhắc ra khỏi đĩa đồng hồ, quay ngược cho chất lòng chảy sang đầu kia của mao quản, khi mực chất lòng cách đầu mút mao quản chừng 1-1,5 mm thì lập tức nhúng vào

đĩa đồng hồ đựng dung dịch nghiên cứu Dung dịch này sẽ dâng lên đầy dung dịch kiểm tra trở về vị trí ban đầu và tạo thành bọt khí ở giữa.

Đặt mao quân lên lam kính (nhớ ghi ký hiệu để không bị nhầm lẫn dung dịch ở hai đầu mao quản) Hơ trên đèn cồn cho paraphin nóng chảy rồi dùng nó để gắn kin hai dầu của mao quản lại ta được một tiêu bản để quan sát trên kính hiển vi.

Bước 3 Quan sát sự chuyển động của bọt khí

Trang 5

Đặt tiêu bản lên bàn kính hiển vi, chỉnh kính và tiêu bản sao cho một trong hai mép của bọt khí (có hình vòng cung) trùng với điểm giao nhau của hai đường chéo trong hiển vi trường rồi theo dõi hướng chuyển động của vòng cung bọt khí Bọt khí ở giữa hai dung dịch có nồng độ khác nhau trong mao quản bao giờ cũng chuyển động về phía thấp hơn (cần lưu ý rằng hướng chuyển động quan sát dưới hính hiển vi ngược chiều với thực tế) Dựa vào hướng chuyển động của vòng cung ta biết được dung dịch kiểm tra (đã biết trước nồng độ) có nồng độ lớn hơn hay bẻ hơn dung dịch nghiên cứu.

Ghi lại kết quả theo hướng dẫn ở bảng 1 Tiến hành tương tự với các dung dịch kiểm tra khác cho đến khi vòng cung bọt khí đứng im, không dịch chuyển khỏi vị trí ban đầu Nồng độ dung dịch nghiên cứu có giá trị đúng bằng nồng độ của dung dịch kiểm tra đó (trong ví dụ ở bảng 1 là 0,5%)

Trường hợp nếu vòng cung dịch chuyển ít nhưng về hai hướng ngược nhau trong một khoảng nồng độ (chẳng hạn khoảng giữa 0,6% và 0,7%) ta cần chuẩn bị một số dung dịch kiểm tra khác có nồng độ chênh lệch nhau ít hơn (chẳng hạn cần pha dung dịch 0,62, 0,64, 0,66, 0,68%), rồi tiến hành như đã nêu để tìm ra kết quả chính xác hơn

Bước 4 Tính nồng độ áp suất thẩm thấu của dịch nghiên cứu

Nồng độ % của dung dịch nghiên cứu được xác định được ở trên cần chuyển đổi thành nồng độ phân tử gam (mol).

Báo cáo kết quả này cho cán bộ hướng dẫn, sau đó chuyển sang xác định áp suất thẩm thấu của huyết thanh

2.2 Xác định áp suất thẩm thấu của huyết thanh nguyên

Dung dịch nghiên cứu được thay thế bằng huyết thanh nguyên, sau đó lập là hành đã nêu trên để tính áp suất thẩm thấu của nó.

3 Kết quả thực hành:

Trang 7

* Hình ảnh thể hiện : nồng độ dung dịch X ( bên trái ) , nồng độNacl ( bên phải )

- Ống 1: Nồng độ dd X lớn hơn nồng độ Nacl 0,2%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X lớn hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,2%.

- Ống 2: Nồng độ dd X lớn hơn nồng độ Nacl 0,3%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X lớn hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,3%.

- Ống 3: Nồng độ dd X lớn hơn nồng độ Nacl 0,4%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X lớn hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,4%

- Ống 4: Nồng độ dd X bằng nồng độ Nacl 0,5%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X bằng áp suất thẩm thấu của Nacl 0,5%.

- Ống 5: Nồng độ dd X bé hơn nồng độ Nacl 0,6%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X bé hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,6%.

- Ống 6: Nồng độ dd X bé hơn nồng độ Nacl 0,7%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X bé hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,7%.

- Ống 7 Nồng độ dd X bé hơn nồng độ Nacl 0,8%, do đó áp suất thẩm thấu của dung dịch X bé hơn áp suất thẩm thấu của Nacl 0,8%

* Hình ảnh thể hiện : nồng độ dung dịch X ( bên trái ) , nồng độNacl ( bên phải )

[C] Dung dịch

kiểm tra (%)Hướng của vòngcungnghiên cứuDung dịchHình ảnh minh chứng

Trang 9

- Nồng độ NaCl 0.2% trong dung dịch lớn hơn nồng độ huyết tương, do đó áp suất thẩm thấu của Nacl 0,2 % lớn hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch X.

- Nồng độ NaCl 0.3% trong dung dịch lớn hơn nồng độ huyết tương, do đó áp suất thẩm thấu của Nacl 0,3% lớn hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch X.

- Nồng độ NaCl 0.7% trong dung dịch bằng nồng độ huyết tương, do đó áp suất thẩm thấu của Nacl 0,7% bằng áp suất thẩm thấu của dung dịch X.

- Nồng độ NaCl 0.8% trong dung dịch bé hơn nồng độ huyết tương, do đó áp suất thẩm thấu của Nacl 0,8% bé hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch X.

4 Giải thích

Về cơ chế của áp suất thẩm thấu:

Màng thẩm thấu: Khi đặt một dung dịch chứa chất tan và một dung dịch tinh khiết (hoặc có nồng độ chất tan thấp) cùng với màng thẩm thấu, các phân tử dung môi trong dung dịch tinh khiết sẽ cố gắng di chuyển qua màng để hòa tan vào dung dịch chứa chất tan.

Khả năng thẩm thấu: Áp suất thẩm thấu đo lường khả năng của màng cho phép dung môi đi qua Nếu áp suất thẩm thấu cao, nghĩa là màng cho phép dung môi di chuyển dễ dàng hơn.

Đối với thí nghiệm đo áp suất thẩm thấu:

Thực hiện thí nghiệm với các dung dịch có nồng độ NaCl khác nhau Khi áp dụng áp suất lên màng thẩm thấu, bạn quan sát lượng dung môi di chuyển qua màng Khi nồng độ NaCl tăng, áp suất thẩm thấu có thể thay đổi.

Trang 10

Bằng cách so sánh kết quả đo áp suất thẩm thấu với các nồng độ NaCl khác nhau, bạn có thể xác định áp suất thẩm thấu của chất không rõ và tìm hiểu nồng độ cần tìm.

5 Ứng dụng

- Đóng vai trò quan trọng đối với cơ thể con người và động vật Nếu giá trị ASTT ở hồng cầu và huyết tương là ngang bằng nhau thì sẽ giữ nguyên được hình dạng và kích thước của nó Nếu cho hồng cầu vào dung dịch muối NaCl có ASTT lớn hơn thì hồng cầu sẽ teo lại Nếu áp suất nhỏ hơn thì hồng cầu sẽ bị căng phồng lên.

- Đối với con người, thẩm thấu ảnh hưởng đến quá trình lưu thông máu, phân phối lượng nước trong cơ thể cũng như ngăn chặn tình trạng mất nước Khi ASTT thay đổi, áp suất giúp cân bằng cơ thể, không làm thay đổi hàm lượng nướctrong các tế bào, quá đó tránh tình trạng rối loạn chức năng tế bào.qua đó giúp cho việc chuẩn đoán bệnh và điều trị được dễ dàng hơn khi ứng dung pp Bagierast để xác định ASTT.

a Trong chạy thận

Chạy thận là một kỹ thuật trong y tế sử dụng áp suất thẩm thấu để đánh giá hiệu suất của các loại thận nhân tạo trong việc lọc chất thải ra khỏi máu của bệnh nhân suy thận Máu của bệnh nhân được đưa qua máy thẩm tách, trong đó có chứa dung dịch thẩm tách có áp suất thẩm thấu cao hơn máu của bệnh nhân Nên các phân tử nước và chất thải di chuyển từ máu bệnh nhân sang dung dịch lọc máu bằng thẩm thấu Máu đã lọc sau đó sẽ được đưa trở lại cơ thể bệnh nhân.

b Trong điều trị phù não

Phù não là tình trạng có quá nhiều chất lỏng trong não Điều này có thể được gây ra bởi nhiều yếu tố, bao gồm chấn thương, đột quỵ, nhiễm trùng và khối u não… Chúng dẫn đến tăng áp lực trong não và gây tổn thương cho các tế bào não.Áp suất thẩm thấu có thể được sử dụng để điều trị phù não bằng cách tiêm tĩnh mạch các dung dịch ưu trương Dung dịch ưu trương là dung dịch có nồng độ chất tan cao, chúng hút nước ra khỏi tế bào não bằng cơ chế thẩm thấu nhằm làm giảm áp lực trong não.

Trang 11

c Trong điều trị bệnh tăng nhãn áp

Bệnh tăng nhãn áp là tình trạng áp lực bên trong mắt quá cao Điều này có thể làm tổn thương dây thần kinh thị giác và dẫn đến mù lòa Áp suất thẩm thấu có thể được sử dụng để điều trị bệnh tăng nhãn áp bằng cách tiêm tĩnh mạch hoặc bôi tại chỗ các dung dịch ưu trương Dung dịch ưu trương hút nước ra khỏi mắt, làm giảm áp lực bên trong mắt và ngăn ngừa tổn thương dây thần kinh thị giác.

d Trong nghiên cứu dược phẩm

Trong nghiên cứu về dược phẩm, áp suất thẩm thấu được sử dụng để đánh giá khả năng thẩm thấu của các chất dược phẩm qua các màng tế bào hay các màng lọc nhân tạo

e Trong nghiên cứu ung thư

Trong lĩnh vực nghiên cứu về ung thư, áp suất thẩm thấu được sử dụng để nghiên cứu về khả năng thẩm thấu của các chất liệu đối với tế bào ung thư, điều này giúp trong việc phát triển các phương pháp điều trị mới và hiệu quả hơn.

f Trong nghiên cứu về nội tiết học

Trong nghiên cứu về nội tiết học, áp suất thẩm thấu được sử dụng để nghiên cứu về cách các hormone thẩm thấu qua các màng tế bào Qua đó giúp hiểu rõ về cơ chế hoạt động của hormone trong cơ thể

g Trong lọc máu

Trong các trường hợp cần thiết lập máy lọc máu hay máy lọc plasma được lập trình để kiểm áp suất thẩm thấu của dung dịch lọc máu và tốc độ siêu lọc Nhằm đảm bảo máu của bệnh nhân được lọc đúng cách và không bị quá tải chất lỏng.